(57)【要約】【課題】被測定圧力の検出精度の低下を回避することを課題とする。【解決手段】実装基板を構成するリードフレーム１４を貫通して設けられた圧力導入孔１７を介して被測定圧力が圧力導入室１５に導入される静電容量式の圧力センサ１１がリードフレーム１４に実装される圧力センサの実装構造において、リードフレーム１４に設けられた圧力導入孔１７の周囲に、リードフレーム１４を貫通して圧力導入室１５の内外を連通する貫通孔１６を設けたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装基板を貫通して設けられた圧力導入孔を介して被測定圧力が圧力導入室に導入される圧力センサが前記実装基板に実装される圧力センサの実装構造において、
前記圧力導入孔の周面をテーパ状に形成した
ことを特徴とする圧力センサの実装構造。
【請求項２】
実装基板を貫通して設けられた圧力導入孔を介して被測定圧力が圧力導入室に導入される圧力センサが前記実装基板に実装される圧力センサの実装構造において、
前記圧力導入室と外部とを連通する連通路を前記実装基板を貫通して形成した
ことを特徴とする圧力センサの実装構造。
【請求項３】
前記連通路は、前記圧力導入室の周囲に沿って取り囲むように設けられた複数の貫通孔で構成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の圧力センサの実装構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力センサを実装基板に実装する際の圧力センサの実装構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、静電容量の変化として被測定圧力を検出する圧力センサの技術としては、例えば以下に示す文献に記載されたものが知られている（特許文献１参照）。この文献には、基板の表面に形成された固定電極と、この固定電極と空洞（空隙）を介して対向対置されて圧力の変化に応じて変位する可動電極（ダイヤフラム）とでコンデンサが形成され、外部の圧力によって可動電極が変形することでコンデンサの静電容量が変化し、この静電容量の変化を検出することで、外部から与えられた圧力を検出する圧力センサの技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−８６００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような静電容量式の圧力センサにおいて、ダイヤフラムで受圧する被測定圧力が導入される圧力導入室が外部に開放されている場合には、外部から導電性の液体が圧力導入室に侵入すると、ダイヤフラムを一方の電極とし、圧力センサを支持実装する実装基板を他方の電極とし、侵入した液体を両電極間に挟まれた誘電体とする寄生容量が形成されるおそれがあった。
【０００５】
このような寄生容量は、被測定圧力に応じて容量が変化する圧力検出用の静電容量に対して電気的に並列接続されるように形成される。このため、容量値が予め固定して作り込まれている圧力検出用の静電容量の容量値が変化してしまい、被測定圧力を検出する精度が低下して、被測定圧力を正確に検出することができなくなるといった不具合を招くおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被測定圧力の検出精度の低下を防止した圧力センサの実装構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る圧力センサの実装構造は、実装基板を貫通して設けられた圧力導入孔を介して被測定圧力が圧力導入室に導入される圧力センサが実装基板に実装される圧力センサの実装構造において、圧力導入孔の周面をテーパ状に形成したことを第１の特徴とする。
【０００８】
本発明に係る圧力センサの実装構造は、実装基板を貫通して設けられた圧力導入孔を介して被測定圧力が圧力導入室に導入される圧力センサが実装基板に実装される圧力センサの実装構造において、圧力導入室と外部とを連通する連通路を実装基板を貫通して形成したことを第２の特徴とする。
【０００９】
本発明に係る圧力センサの実装構造は、上記第２の特徴において、前記連通路は、前記圧力導入室の周囲に沿って取り囲むように設けられた複数の貫通孔で構成されていることを第３の特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る第１の特徴の圧力センサの実装構造では、圧力導入室に侵入した液体が室外に排出されやすくなり、この液体に起因する寄生容量の形成が抑制され、圧力の検出精度の低下を防止することが可能となる。
【００１１】
本発明に係る第２の特徴の圧力センサの実装構造では、圧力導入室に侵入した液体が室外に排出されやすくなり、この液体に起因する寄生容量の形成が抑制され、圧力の検出精度の低下を防止することが可能となる。
【００１２】
本発明に係る第３の特徴の圧力センサの実装構造では、圧力導入室に侵入した液体が室外に排出されやすくなり、この液体に起因する寄生容量の形成が抑制され、圧力の検出精度の低下を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１に係る圧力センサの実装構造を示す図である。
【図２】実施例１で実装される圧力センサの構成を示す断面図である。
【図３】圧力センサを実装した際の液体の滞留の様子を示す断面図である。
【図４】被測定圧力を測定する回路における容量の接続関係を示す図である。
【図５】本発明の実施例２に係る圧力センサの実装構造を示す図である。
【図６】本発明の実施例３に係る圧力センサの実装構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を用いて本発明を実施するための実施例を説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明の実施例１に係る圧力センサの実装構造を示す図であり、同図（ａ）は上面図、同図（ｂ）は下面図、同図（ｃ）は同図（ａ）、（ｂ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００１６】
この実施例１の実装構造で実装される圧力センサ１１は、例えば車両のタイヤの空気圧を検出する静電容量式の圧力センサであり、圧力センサ１１で検出された静電容量を圧力に変換し、変換で得られたタイヤの空気圧情報を無線で車両に搭載された受信システムに送信するための所定の処理を行う専用の集積回路（ＡＳＩＣ）として機能する専用回路１２と、タイヤの回転を検出する走行センサ１３とともに、同一の実装基板（リードフレーム）１４に半導体微細加工技術を用いてＭＥＭＳ構造体として実装形成されている。
【００１７】
圧力センサ１１が実装されるリードフレーム１４には、圧力センサ１１で測定される被測定圧力が導入される圧力導入室１５と外部とを連通する連通路として機能する貫通孔１６が、リードフレーム１４を貫通して設けられている。この貫通孔１６は、図１（ｂ）に示すように、圧力導入室１５に被測定圧力を導入し、リードフレーム１４を貫通して設けられた圧力導入孔１７の周囲に沿って圧力導入孔１７を取り囲むように２つ形成されている。
【００１８】
図２は図１に示す圧力センサ１１の構成を示す断面図である。
【００１９】
図２において、圧力センサ１１は、実装基板となるリードフレーム１４上に絶縁膜２１介して実装され、シリコン等の半導体の支持基板２２に形成されている。支持基板２２には、逆角錐台状をして下部が開放された凹部が形成され、この凹部は上方で狭く下方で広く形成されて圧力導入室１５を構成している。圧力導入室１５の上部の支持基板２２は薄肉化されて、被測定圧力を受ける受圧面（感圧部）となるダイヤフラム２３が形成され、ダイヤフラム２３の周囲の支持基板２２は厚肉化されてダイヤフラム２３を支持する支持部２４が形成されている。
【００２０】
支持基板２２は、リードフレーム１４に接合された面側と逆側の面がガラス基板２５と陽極接合等により接合され、支持基板２２のダイヤフラム２３とガラス基板２５との間に真空室２６が形成されている。真空室２６のガラス基板２５側には、ダイヤフラム２３に対向して固定電極２７が形成され、この固定電極２７と可動電極として機能するダイヤフラム２３とで、被測定圧力に応じて容量値が変化する圧力検出用の静電容量Ｃ１が構成されている。
【００２１】
ガラス基板２５には、支持基板２２に至る貫通孔２８が設けられ、この貫通孔２８の周面には金属メタライズ面２９が形成され、この金属メタライズ面２９を介して固定電極２７ならびに可動電極となるダイヤフラム２３の支持基板２２が専用回路１２と電気的に接続され、圧力検出用の静電容量が専用回路１２と電気的に接続される。
【００２２】
このような実装構造において、この実施例１で採用した貫通孔１６がリードフレーム１４に設けられていない場合に、図３の断面図に示すように圧力導入孔１７を介して外部から圧力導入室１５に導電性の液体３１が侵入すると、図３に示すように侵入した液体３１が圧力導入室１５内の支持部２４の周面付近やリードフレーム１４の表面付近に滞留するおそれがある。圧力導入室１５内に導電性の液体３１が滞留すると、この液体３１により支持基板２２とリードフレーム１４との間に寄生容量Ｃ２が寄生形成されることになる。
【００２３】
このようにして形成された寄生容量Ｃ２は、電気回路としては、図４に示すように圧力検出用の静電容量Ｃ１に対して並列に接続されることになる。すなわち、図４において、圧力検出用の静電容量Ｃ１は、接地（グランド）電位に設定されたリードフレーム１４と高位電源（ＶＤＤ）との間で専用回路１２側の入力容量Ｃ３と直列に接続され、直列接続点から検出信号が専用回路１２に入力される測定回路の構成において、寄生容量Ｃ２はリードフレーム１４と高位電源（ＶＤＤ）との間に液体の抵抗成分（寄生抵抗Ｒ２）とともに直列に接続される。
【００２４】
このように寄生容量Ｃ２が形成されると、専用回路１２側からみた静電容量は、圧力検出用の静電容量Ｃ１に寄生容量Ｃ２が加わることになり、全体の静電容量は増加することになる。このため、初期設定された圧力検出用の静電容量は圧力導入室１５に液体が侵入する前と異なり、測定される圧力に誤差が生じて被測定圧力を精度良く測定することができなくなり、検出精度が低下するおそれがあった。
【００２５】
これに対して、この実施例１では、上述したように圧力導入室１５の内外を連通する貫通孔１６をリードフレーム１４に設ける実装構造を採用することで、圧力導入室１５に侵入した液体はこの貫通孔１６を介して圧力導入室１５の外に排出されやすくなる。すなわち、圧力導入室１５と外部とを連通する連通路として構成された貫通孔１６は、圧力導入室１５に侵入した液体に対して圧力導入室１５外への排出を促進させる排出機能を有する。これにより、圧力導入室１５に侵入した液体は、圧力導入室１５内に滞留し難くなり、上述したような液体の滞留による寄生容量Ｃ２が形成されることは抑制回避される。
【００２６】
したがって、簡便な実装構造で被測定圧力を正確に測定することが可能となり、検出精度の低下を防止することができる。
【実施例２】
【００２７】
図５は本発明の実施例２に係る圧力センサの実装構造を示す図であり、同図（ａ）は上面図、同図（ｂ）は下面図、同図（ｃ）は同図（ａ）、（ｂ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００２８】
この実施例２の特徴とするところは、先の実施例１で採用した貫通孔１６と同様に機能し、孔の断面積が貫通孔１６よりも小さい円形の貫通孔５１を圧力導入孔１７の周囲に沿って多数設けたことにあり、他は先の実施例１と同様である。
【００２９】
このような実施例２においても、先の実施例１と同様の効果を得ることが可能となる。
【実施例３】
【００３０】
図６は本発明の実施例２に係る圧力センサの実装構造を示す図であり、同図（ａ）は上面図、同図（ｂ）は下面図、同図（ｃ）は同図（ａ）、（ｂ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００３１】
この実施例３の特徴とするところは、先の実施例１、２で採用した貫通孔１６、５１に代えて、図６（ｃ）に示すように、周面がテーパ状に形成された圧力導入孔６１をリードフレーム１４に形成したことにあり、他は先の実施例１、２と同様である。
【００３２】
先の実施例１、２で採用した圧力導入孔１７の側面は、圧力センサ１１が実装されるリードフレーム１４の実装面に対して垂直であったのに対して、この実施例３で採用した圧力導入孔６１の断面は、図６（ｃ）に示すように、圧力導入孔６１の周面の圧力導入室１５側端部と圧力導入室１５の周面のリードフレーム１４側端部とが概ね一致するように、外部から圧力導入室１５の内部に向かって狭まるように傾斜して円錐状に形成されている。
【００３３】
このような構造の圧力導入孔６１を設けることで、圧力センサ１１をリードフレーム１４に実装した際に、先の実施例１、２のようにリードフレーム１４と支持基板２２の支持部２４との間で隅部が形成されることは回避される。これにより、圧力導入室１５に侵入した液体は、周面がテーパ状の圧力導入孔６１を介して外部に排出されやすくなる。
【００３４】
これにより、圧力導入室１５に侵入した液体は、圧力導入室１５内に滞留し難くなり、上述したような液体の滞留による寄生容量Ｃ２が形成されることは抑制回避される。
【００３５】
したがって、簡便な実装構造で被測定圧力を正確に測定することが可能となり、検出精度の低下を防止することができる。
【００３６】
なお、圧力導入孔に設けられたテーパの形状は、上記とは逆に圧力導入室１５から外部に向かって広がるように傾斜した円錐状に形成しても同様の効果を得ることが可能である。
【００３７】
なお、圧力センサ１１が計測する圧力はタイヤの空気圧の他の様々な圧力であっても勿論かまわない。また、圧力センサ１１と混載される別体の構成要素の機能や個数は、専用回路１２や走行センサ１３に限らず様々な機能の電気回路やＭＥＭＳ構造体であってもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１１…圧力センサ
１２…専用回路
１３…走行センサ
１４…リードフレーム
１５…圧力導入室
１６，２８，５１…貫通孔
１７，６１…圧力導入孔
２１…絶縁膜
２２…支持基板
２３…ダイヤフラム
２４…支持部
２５…ガラス基板
２６…真空室
２７…固定電極
２９…金属メタライズ面
６１…圧力導入孔
【図１】
2010190701.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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